JP6792520B2

JP6792520B2 - 検知システム

Info

Publication number: JP6792520B2
Application number: JP2017115269A
Authority: JP
Inventors: 元高橋; 高橋　　元; 香央里藤村; 中村　亨; 亨中村; 幸由大田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2037-06-12
Also published as: JP2019000160A

Description

本発明は、検知システムに関する。

ＩｏＴ時代を迎えウェアラブル装置を用いて、個人が健康データ等のライフログデータを測定し、健康管理を行うクラウドサービスが普及している。また、自分自身の健康管理だけではなく、例えば、保険会社等の第三者が個人で測定したデータを活用し、保険の割引に日々の健康データ使うサービスが始まっている。

第三者のデータ活用においては、サービス利用者による替え玉やねつ造のリスクがある。そのため、ウェアラブル装置から取得したデータを第三者が活用するために、生体認証等の認証技術を活用し、取得した心電位や心拍等のデータがどのユーザのものか識別する必要がある。そこで、本人認証を行うとともに、他人への付け替えやロックしたままの抜き外しを防止するために、各種センサにより継続的に着脱を監視する技術が開発されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１７−４１１９９号公報

しかしながら、従来の技術には、ウェアラブル装置の取り付け及び取り外しを精度良く検知することができない場合があるという問題がある。例えば、特許文献１には、加速度センサによって測定された加速度を用いてウェアラブル装置が装着されているか否かを判定することが記載されているが、ウェアラブル装置が振動が発生している環境にある場合、検知精度が劣化することや、検知自体が困難になることが考えられる。

本発明の検知装置は、挿入部と受け部とを備えたウェアラブル装置であって、前記挿入部の前記受け部への挿入、及び前記挿入部の前記受け部からの抜き取りにより、利用者への取り付け及び前記利用者からの取り外しが可能なウェアラブル装置に備えられた加速度センサによって生成された加速度に関するデータ、及び前記ウェアラブル装置に備えられたマイクによって生成された音声に関するデータを取得する取得部と、前記加速度に関するデータが第１の取り付け条件を満たすか否か、及び、前記加速度に関するデータが第１の取り外し条件を満たすか否か、を判定する加速度判定部と、前記音声に関するデータが第２の取り付け条件を満たすか否か、及び、前記音声に関するデータが第２の取り外し条件を満たすか否か、を判定する音声判定部と、前記加速度判定部によって前記加速度に関するデータが第１の取り付け条件を満たすと判定され、かつ、前記音声判定部によって前記音声に関するデータが第２の取り付け条件を満たすと判定された場合、前記ウェアラブル装置が取り付けられたことを検知し、前記加速度判定部によって前記加速度に関するデータが第１の取り外し条件を満たすと判定され、かつ、前記音声判定部によって前記音声に関するデータが第２の取り外し条件を満たすと判定された場合、前記ウェアラブル装置が取り外されたことを検知する検知部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ウェアラブル装置の取り付け及び取り外しを精度良く検知することができる。

図１は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置の斜視図である。図２は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置の本体の取り付け及び取り外しについて説明するための図である。図３は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置の本体の取り付け及び取り外しについて説明するための図である。図４は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置の受け部及び挿入部について説明するための図である。図５は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置の構成の一例を示す図である。図６は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置に備えられたマイコンの構成の一例を示す図である。図７は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置に備えられたマイコンの処理の流れを示すフローチャートである。

［第１の実施形態の構成］
以下に、本願に係る検知システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態により限定されるものではない。また、第１の実施形態では、ウェアラブル装置が検知システムとして機能する。検知システムは、複数の装置を含んでいてもよいし、１台の検知装置であってもよい。

図１は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置の斜視図である。図１に示すように、ウェアラブル装置１は、本体１０及びベルト１１を有する。本体１０は、ウェアラブル装置が有する。ベルト１１は、利用者の手首等に装着される。また、本体１０は、ベルト１１が利用者に装着された状態で、ベルト１１への取り付け及びベルト１１からの取り外しが可能である。

本実施形態において検知システムとして機能するウェアラブル装置１は、本体１０がベルト１１に取り付けられたことをウェアラブル装置１が利用者に取り付けられたこととして検知し、本体１０がベルト１１から取り外されたことをウェアラブル装置１が利用者から取り外されたこととして検知する。ただし、本発明におけるウェアラブル装置の取り付け及び取り外しは本実施形態の例に限られない。例えば、本発明の実施形態には、検知システムが、ベルト１１が利用者の手首に取り付けられたこと及び利用者の手首から取り外されたこと検知するような実施形態も含まれる。

図２及び図３は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置の本体の取り付け及び取り外しについて説明するための図である。図２に示すように、本体１０には、受け部１０１が備えられている。また、ベルト１１には、挿入部１１１が備えられている。挿入部１１１は、例えばクリップである。また、受け部１０１は、例えばクリップ受けである。

図２に示すように、ウェアラブル装置１が利用者に取り付けられていない場合、挿入部１１１は、受け部１０１に挿入されていない。そして、ウェアラブル装置１が利用者に取り付けられる際は、挿入部１１１が受け部１０１に挿入される。

図３に示すように、ウェアラブル装置１が利用者に取り付けられている場合、挿入部１１１は受け部１０１に挿入されている。そして、ウェアラブル装置１が利用者から取り外されるは、挿入部１１１が受け部１０１から抜き取られる。このように、ウェアラブル装置１は、挿入部１１１と受け部１０１とを備え、挿入部１１１の受け部１０１への挿入、及び挿入部１１１の受け部１０１からの抜き取りにより、利用者への取り付け及び利用者からの取り外しが行われる。

ここで、挿入部１１１が受け部１０１に挿入される際、及び挿入部１１１が受け部１０１から抜き取られる際には、本体１０の運動に係る加速度が変化し、さらに、音が発生することが考えられる。例えば、図２に示すように、挿入部１１１は、ウェアラブル装置１が利用者に取り付けられる際に受け部１０１に係止される凸部１１１Ａを有する。そして、ウェアラブル装置１が利用者から取り外される際には、特に挿入部１１１と受け部１０１が接する部分は、凸部１１１Ａが受け部１０１に当接することにより弾性変形し、当該弾性変形が解除されると当該当接が解除される。凸部１１１Ａは、例えばフックである。

このため、ベルト１１を固定し、本体１０をベルト１１から取り外す場合、本体１０のベルト１１から離れる方向の加速度は、弾性変形の発生とともに減少し、当該加速度が弾性変形の解除とともに急激に増加する。

また、ベルト１１を固定し、本体１０をベルト１１から取り外す場合にも弾性変形が発生する。この場合、本体１０のベルト１１から離れる方向の加速度は、弾性変形の発生とともに増加し、当該加速度が弾性変形の解除とともに急激に減少する。言い換えると、本体１０のベルト１１に近づく方向の加速度は、弾性変形の発生とともに減少し、当該加速度が弾性変形の解除とともに急激に増加する。

このように、ベルト１１に取り付ける場合と、ベルト１１から取り外す場合の本体１０の加速度の変化は特徴的であり、少なくともベルト１１に対する相対的な方向が互いに異なる。また、図２及び図３に示すように、挿入部１１１の形状が挿入方向に対して対称でない場合、ベルト１１に取り付ける場合と、ベルト１１から取り外す場合とでは、弾性変形の度合いが異なるため、本体１０の加速度の絶対値の変化が異なる。

また、挿入部１１１が受け部１０１に挿入される際、及び挿入部１１１が受け部１０１から抜き取られる際には、凸部１１１Ａと受け部１０１との間で摺動音が発生する。前述の通り、ベルト１１に取り付ける場合と、ベルト１１から取り外す場合とでは、本体１０の加速度が異なるため、発生する摺動音の特徴が異なる。

また、挿入部１１１が受け部１０１に挿入される際は、弾性変形が解除された際に、凸部１１１Ａが受け部１０１に衝突し、衝突音が発生する。一方で、挿入部１１１が受け部１０１から抜き取られる際には、弾性変形が解除された際には、凸部１１１Ａは受け部１０１の外部にあるため、衝突音は発生しない。

このように、挿入部１１１が受け部１０１に挿入される際と、及び挿入部１１１が受け部１０１から抜き取られる際とでは、本体１０の加速度の変化及び発生する音の特徴が異なる。なお、本体１０の加速度の変化及び音の特徴の相違は、本実施形態で説明したものに限られない。

また、受け部１０１及び挿入部１１１の形状は、図２及び３に示すものに限られない。例えば、受け部１０１及び挿入部１１１は、図４に示すような形状であってもよい。図４は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置の受け部及び挿入部について説明するための図である。図４に示すように、受け部１０１には、挿入部１１１の挿入を抑止する抑止部１０１Ａが備えられていてもよい。これにより、挿入部１１１が受け部１０１に挿入される際に、抑止部１０１Ａと接触した際に衝突音が発生する。

ここで、図５を用いて、ウェアラブル装置１の構成について説明する。図５は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置の構成の一例を示す図である。図５に示すように、ウェアラブル装置１は、プロセッサモジュール２及び筐体３を有する。また、プロセッサモジュール２は、加速度センサ２１、マイク２２、通信モジュール２３、マイコン２４、及び温度センサ２５等のセンサを有する。また、筐体３には、受け部１０１及び挿入部１１１が含まれる。ここでは、プロセッサモジュール２は、本体１０に備えられていることとする。

加速度センサ２１は、本体１０の加速度を測定し、加速度に関するデータを生成する。加速度センサ２１は、例えば各時刻における所定の方向の加速度をデータとして生成する。マイク２２は、音声を測定し、音声に関するデータを生成する。マイク２２は、例えば、各時刻における測定した音声の波形、及び測定した音声から取得可能な特徴量の平均、分散等の統計情報をデータとして生成する。

マイコン２４は、ウェアラブル装置１の制御等を行う。マイコン２４の構成については後述する。通信モジュール２３は、他の装置との間でデータ通信を行う。通信モジュール２３は、例えば、利用者が有する携帯型端末等との間で無線通信を行う。また、通信モジュール２３は、インターネットに接続可能であってもよい。温度センサ２５は、温度を測定する。温度センサ２５は、例えば利用者の体温の測定に用いられる。また、ウェアラブル装置１には、温度センサ２５以外のセンサが備えられていてもよい。

図６を用いて、マイコン２４の構成について説明する。図６は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置に備えられたマイコンの構成の一例を示す図である。図６に示すように、マイコン２４は、記憶部２４１及び制御部２４２を有する。マイコン２４は、検知装置として機能する。

記憶部２４１は、フラッシュメモリ等の記憶装置である。記憶部２４１は、マイコン２４で実行されるＯＳ（Operating System）や各種プログラムを記憶する。さらに、記憶部２４１は、プログラムの実行で用いられる各種情報を記憶する。

制御部２４２は、マイコン２４全体を制御する。制御部２４２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路である。また、制御部２４２は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、内部メモリを用いて各処理を実行する。また、制御部２４２は、各種のプログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、制御部２４２は、取得部２４２１、加速度判定部２４２２、音声判定部２４２３、検知部２４２４及び通知部２４２５を有する。

取得部２４２１は、挿入部１１１と受け部１０１とを備えたウェアラブル装置１であって、挿入部１１１の受け部１０１への挿入、及び挿入部１１１の受け部１０１からの抜き取りにより、利用者への取り付け及び利用者からの取り外しが可能なウェアラブル装置１に備えられた加速度センサ２１によって生成された加速度に関するデータ、及びウェアラブル装置１に備えられたマイク２２によって生成された音声に関するデータを取得する。

加速度判定部２４２２は、加速度に関するデータが第１の取り付け条件を満たすか否か、及び、加速度に関するデータが第１の取り外し条件を満たすか否か、を判定する。第１の取り付け条件及び第１の取り外し条件は、あらかじめウェアラブル装置１の取り付け及び取り外しを行った際に加速度センサ２１によって生成された加速度に関するデータを基に作成することができる。

例えば、第１の取り付け条件は、加速度の閾値であってよい。この場合、加速度判定部２４２２は、加速度センサ２１から取得した加速度が、第１の取り付け条件として設定された加速度の閾値を超えたか否かを判定する。また、第１の取り付け条件は、加速度の変化量の閾値であってよい。この場合、加速度判定部２４２２は、加速度センサ２１から取得した加速度の変化量が、第１の取り付け条件として設定された加速度の変化量の閾値を超えたか否かを判定する。同様に、第１の取り外し条件は、加速度の閾値、又は加速度の変化量の閾値であってよい。また、第１の取り付け条件には、加速度の方向がベルト１１に近づく方向（図２の下方向）であることが含まれていてもよい。また、第１の取り外し条件には、加速度の方向がベルト１１から離れる方向（図２の上方向）であることが含まれていてもよい。

また、音声判定部２４２３は、音声に関するデータが第２の取り付け条件を満たすか否か、及び、音声に関するデータが第２の取り外し条件を満たすか否か、を判定する。第２の取り付け条件及び第２の取り外し条件は、あらかじめウェアラブル装置１の取り付け及び取り外しを行った際にマイク２２によって生成された音声に関するデータを基に作成することができる。

例えば、第２の取り付け条件は、音声の波形であってよい。この場合、音声判定部２４２３は、マイク２２から取得した音声の波形と、第２の取り付け条件として設定された音声の波形との合致度合いを計算し、当該合致度合いが閾値以上であるか否かを判定する。また、例えば、第２の取り付け条件は、音声の特徴量の統計情報であってよい。この場合、音声判定部２４２３は、マイク２２から取得した音声の特徴量の統計情報と、第２の取り付け条件として設定された音声の特徴の統計情報との合致度合いを計算し、当該合致度合いが閾値以上であるか否かを判定する。同様に、第２の取り外し条件は、音声の波形、又は音声の特徴量の統計情報であってよい。

検知部２４２４は、加速度判定部２４２２によって加速度に関するデータが第１の取り付け条件を満たすと判定され、かつ、音声判定部２４２３によって音声に関するデータが第２の取り付け条件を満たすと判定された場合、ウェアラブル装置１が取り付けられたことを検知し、加速度判定部２４２２によって加速度に関するデータが第１の取り外し条件を満たすと判定され、かつ、音声判定部２４２３によって音声に関するデータが第２の取り外し条件を満たすと判定された場合、ウェアラブル装置１が取り外されたことを検知する。

例えば、加速度判定部２４２２によって、加速度センサ２１から取得した加速度が第１の取り付け条件として設定された加速度の閾値を超えたと判定され、かつ、音声判定部２４２３によって、マイク２２から取得した音声の波形と第２の取り付け条件として設定された音声の波形との合致度合いが閾値以上であると判定された場合、検知部２４２４は、ウェアラブル装置１が取り付けられたことを検知する。

例えば、加速度判定部２４２２によって、加速度センサ２１から取得した加速度が第１の取り外し条件として設定された加速度の閾値を超えたと判定され、かつ、音声判定部２４２３によって、マイク２２から取得した音声の波形と第２の取り外し条件として設定された音声の波形との合致度合いが閾値以上であると判定された場合、検知部２４２４は、ウェアラブル装置１が取り外されたことを検知する。

通知部２４２５は、検知部２４２４によってウェアラブル装置１の取り付け又は取り外しが検知された場合、取り付け又は取り外しが検知された旨の通知を行う。通知部２４２５は、例えば、通信モジュール２３を介して、当該通知をインターネット上のサーバに対して行ってもよい。

［第１の実施形態の処理］
図７を用いて、検知装置として機能するマイコン２４の処理の流れについて説明する。図７は、第１の実施形態に係るウェアラブル装置に備えられたマイコンの処理の流れを示すフローチャートである。

取得部２４２１は、加速度センサ２１から加速度に関するデータを取得し、マイク２２から音声に関するデータを取得する（ステップＳ１０１）。次に、加速度判定部２４２２は、取得部２４２１によって取得された加速度データが取り付け条件又は取り外し条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

加速度判定部２４２２によって、加速度データが取り付け条件を満たすと判定された場合（ステップＳ１０２、取り付け条件を満たす）、音声判定部２４２３は、取得部２４２１によって取得された音声データが取り付け条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０３）。音声判定部２４２３によって、音声データが取り付け条件を満たすと判定された場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、検知部２４２４は、ウェアラブル装置１が取り付けられたことを検知する（ステップＳ１０４）。

加速度判定部２４２２によって、加速度データが取り外し条件を満たすと判定された場合（ステップＳ１０２、取り外し条件を満たす）、音声判定部２４２３は、取得部２４２１によって取得された音声データが取り外し条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０５）。音声判定部２４２３によって、音声データが取り外し条件を満たすと判定された場合（ステップＳ１０５、Ｙｅｓ）、検知部２４２４は、ウェアラブル装置１が取り外されたことを検知する（ステップＳ１０６）。

加速度判定部２４２２によって、加速度データが取り付け条件及び取り外し条件のいずれも満たさないと判定された場合（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、音声判定部２４２３によって、音声データが取り付け条件を満たさないと判定された場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、及び、音声判定部２４２３によって、音声データが取り外し条件を満たさないと判定された場合（ステップＳ１０５、Ｎｏ）、マイコン２４は処理を終了する。

［第１の実施形態の効果］
取得部２４２１は、挿入部１１１と受け部１０１とを備えたウェアラブル装置１であって、挿入部１１１の受け部１０１への挿入、及び挿入部１１１の受け部１０１からの抜き取りにより、利用者への取り付け及び利用者からの取り外しが可能なウェアラブル装置１に備えられた加速度センサ２１によって生成された加速度に関するデータ、及びウェアラブル装置１に備えられたマイク２２によって生成された音声に関するデータを取得する。また、加速度判定部２４２２は、加速度に関するデータが第１の取り付け条件を満たすか否か、及び、加速度に関するデータが第１の取り外し条件を満たすか否か、を判定する。また、音声判定部２４２３は、音声に関するデータが第２の取り付け条件を満たすか否か、及び、音声に関するデータが第２の取り外し条件を満たすか否か、を判定する。また、検知部２４２４は、加速度判定部２４２２によって加速度に関するデータが第１の取り付け条件を満たすと判定され、かつ、音声判定部２４２３によって音声に関するデータが第２の取り付け条件を満たすと判定された場合、ウェアラブル装置１が取り付けられたことを検知し、加速度判定部２４２２によって加速度に関するデータが第１の取り外し条件を満たすと判定され、かつ、音声判定部２４２３によって音声に関するデータが第２の取り外し条件を満たすと判定された場合、ウェアラブル装置１が取り外されたことを検知する。このように、本実施形態の検知システムは、加速度だけでなく音に基づいてウェアラブル装置１の取り付け及び取り外しの検知を行う。このため、本実施形態によれば、例えば振動が発生している場合であっても精度良くウェアラブル装置１の取り付け及び取り外しを検知することができる。

挿入部１１１は、ウェアラブル装置１が利用者に取り付けられる際に受け部１０１に係止される凸部を有してもよい。この場合、ウェアラブル装置１は、利用者から取り外される際には、凸部が受け部１０１に当接することにより弾性変形し、当該弾性変形が解除されると当該当接が解除される。これにより、ウェアラブル装置１が取り外される場合に、ウェアラブル装置１に特徴的な加速度及び音を発生させることができるため、ウェアラブル装置１の取り外しの検知精度をさらに向上させることができる。

ウェアラブル装置１は、挿入部１１１が備えられたベルト１１と、受け部１０１が備えられた本体１０と、を有する。また、本体１０は、ベルト１１が利用者に装着された状態で、ベルト１１への取り付け及びベルト１１からの取り外しが可能である。これにより、利用者がベルト１１を装着したまま本体１０の取り付け及び取り外しを行った場合であっても検知を行うことができる。

ベルトに導電性の部分を作っておき、取り付けられた状態では当該導電性の部分に電流が流れるようにして、取り付け状態を検出する方法が考えられるが、ベルトに電流を流す仕組みが必要となり、本実施形態と比べて製造コストが高くなる場合がある。

［システム構成等］
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

例えば、マイコン２４と同様の処理部を備えたスマートフォン等の情報端末が、ウェアラブル装置１で生成された加速度又は音声に関するデータを取得し、検知システム又は検知装置として機能するようにしてもよい。また、例えば、マイコン２４と同様の処理部を備えたインターネット上のサーバが、通信モジュール２３を介して、ウェアラブル装置１で生成された加速度又は音声に関するデータを取得し、検知システム又は検知装置として機能するようにしてもよい。

１ウェアラブル装置
２プロセッサモジュール
３筐体
１０本体
２１加速度センサ
２２マイク
２３通信モジュール
２４マイコン
２５温度センサ
１０１受け部
１１１挿入部
２４１記憶部
２４２制御部
２４２１取得部
２４２２加速度判定部
２４２３音声判定部
２４２４検知部
２４２５通知部

Claims

挿入部と受け部とを備えたウェアラブル装置であって、前記挿入部の前記受け部への挿入、及び前記挿入部の前記受け部からの抜き取りにより、利用者への取り付け及び前記利用者からの取り外しが可能なウェアラブル装置に備えられた加速度センサによって生成された加速度に関するデータ、及び前記ウェアラブル装置に備えられたマイクによって生成された音声に関するデータを取得する取得部と、
前記加速度に関するデータが第１の取り付け条件を満たすか否か、及び、前記加速度に関するデータが第１の取り外し条件を満たすか否か、を判定する加速度判定部と、
前記音声に関するデータが第２の取り付け条件を満たすか否か、及び、前記音声に関するデータが第２の取り外し条件を満たすか否か、を判定する音声判定部と、
前記加速度判定部によって前記加速度に関するデータが第１の取り付け条件を満たすと判定され、かつ、前記音声判定部によって前記音声に関するデータが第２の取り付け条件を満たすと判定された場合、前記ウェアラブル装置が取り付けられたことを検知し、前記加速度判定部によって前記加速度に関するデータが第１の取り外し条件を満たすと判定され、かつ、前記音声判定部によって前記音声に関するデータが第２の取り外し条件を満たすと判定された場合、前記ウェアラブル装置が取り外されたことを検知する検知部と、
を有し、
前記挿入部は、前記ウェアラブル装置が利用者に取り付けられる際に前記受け部に係止される凸部であって、前記挿入部の前記受け部への挿入方向に対して対称でない形状の凸部を有し、
前記ウェアラブル装置は、前記利用者から取り外される際には、前記凸部が前記受け部に当接することにより弾性変形し、当該弾性変形が解除されると当該当接が解除されることを特徴とする検知システム。
前記ウェアラブル装置は、前記挿入部を有するベルトと、前記受け部を有する本体と、を有し、
前記本体は、前記ベルトが前記利用者に装着された状態で、前記ベルトへ取り付け可能及び前記ベルトから取り外し可能であることを特徴とする請求項１に記載の検知システム。